TPE : transformer force naturelle en energie électrique puis mécanique

[aliosha2008]

Bonjour, je dois faire un TPE en première S et j'ai choisi comme problématique: comment transforme t-on une force naturelle comme le vent ou la mer en energie électrique puis mécanique. J'ai trouvé des infos sur le fonctionnement d'une dynamo(transformation en énergie électrique) mais j'ai du mal pour le reste.
De plus, moi et mon groupe aimerions réaliser une voiture qui fonctionnerai avec une éolienne:

[IMG][/IMG]

avec un ventilo et un mecanisme de lego ou autre, est-ce réalisable? Merci d'avance
-----

[aliosha2008]

en fait, ce qui serait intéressant serai de comprendre le fond du fonctionnement d'une dynamo et de l'alternateur: comment le magnétisme agit t'il ou tout simplement qu'est ce que c'est au niveau atomique... Pour la voiture, même si la roue tourne d'un centimètre ça me va. cordialement, aliosha

[invite03481543]

Bonjour,

tout d'abord tu dois savoir qu'un principe fondamental de physique fait que l'énergie ne peut être ni détruite ni créée.

On peut par contre la convertir, comme par exemple l'énergie mécanique (énergie cinétique d'un véhicule par exemple) que l'on transforme en énergie thermique (plaquette de frein).

L'énergie mécanique se manifeste par un déplacement de force: W=F*d, la force en s'exercant sur un objet libère une énergie mécanique.

Lors du freinage l'énergie cinétique sera convertie en énergie thermique qui sera libérée lors du frottement des plaquettes de freins.
Dans ce cas cette énergie sera perdue sous forme de chaleur et dispersée.

Si on prend un moteur électrique, pour une même énergie cinétique on peut récupérer l'énergie de freinage pour par exemple restituer à la batterie (la source d'énergie) une fraction de cette énergie qui était perdue dans le cas d'un moteur thermique.
Dans ce cas on libèrera des forces magnétiques pour accomplir ce travail, en ayant cette fois une partie négligeable de pertes dans le bilan global de fonctionnement.

Cet exemple montre que la conversion d'énergie se doit d'être pensée avec comme soucis premier un minimum de pertes à la clé.

En mécanique les frottements sont les premières sources de pertes, avec l'électricité se sont les résistances qui vont transformer par effet Joule une partie de l'énergie absorbée.
Donc dans les 2 cas on assite à une perte thermique ce qui conduit à dire que quelque chose qui chauffe libère une énergie qui dans certain cas est utile (chauffage) et dans d'autres cas est perdu (lampe à incandescence).

Selon l'objectif à atteindre, la difficulté sera toujours de restreindre au maximum ces pertes soit en les exploitant soit en interdisant leur diffusion.

[aliosha2008]

Il y a quelque chose que je ne comprends pas : je prend l'exemple d'une héolienne et je décompose les différentes transformations d'énergie: le vent exerce une force sur la pale (énergie cinétique?), un système de poulie fait fonctionner la dynamo (fonctionnement?) qui va convertir l'énergie (cénitique?) de la rotation de l'axe en énergie mécanique. Cette énergie mécanique va être convertie par l'alternateur en énergie électrque qui va directement être transmise à la batterie. Je m'embrouille avec les différentes forces, mais le fond de mon problème est de savoir comment ces énergies peuvent être utiles: quel énergie pour faire tourner une roue(fonctionnement?), quel énergie pour la lumière et quel énergie pour le chaufage.
Pour tout vous dire je ne suis pas un crac dans ce domaine, mais je dois comprendre les différents types d'énergies pour pouvoir expliquer à quelqu'un n'ayant aucune connaissance dans ce domaine le vrai fonctionnement de l'électricité, et je ne trouve aucune infos précise(sinon donnez moi des sites après tout le TPE est un travail de recherche),merci d'avance.

[A voir en vidéo sur Futura]

[aliosha2008]

De plus, moi et mon groupe aimerions réaliser une voiture qui fonctionnerai avec une éolienne:
avec un ventilo et un mecanisme de lego ou autre, est-ce réalisable? Merci d'avance

Rien ne vaut un exemple réel pour répondre à une problématique.

[invite03481543]

Il y a quelque chose que je ne comprends pas : je prend l'exemple d'une héolienne

Vu ton âge je suppose donc que tu es le prof de la classe, je t'ai répondu car en fait je pensais que tu étais un élève, il m'avait semblé avoir lu 16 ans précédemment.

Evite donc d'écrire Héolienne mais plutôt Eolienne venant de "Eole" le dieu du vent.

[ibtihel]

bonsoir
avant tous il faut comprendre le principe ,voici un pti cour + qq animations:
http://formation.paysdelaloire.iufm....MAGNETIQUE.htm
dynamo:
http://www.phy6.org/earthmag/dynamos_fr.html
tu peux utilisé un dynamo de bicyclette sur le quel tu met un système de pales.
http://www.ac-orleans-tours.fr/physi...l/alternat.htm
A+

[f6bes]

De plus, moi et mon groupe aimerions réaliser une voiture qui fonctionnerai avec une éolienne:

[IMG][/IMG]

Bjr à toi,
Moi cette phrase me laisse perplexe !!!
Pas moyen de voir ton lien ?

A+

[verdifre]

bonjour,
le eilleur moyen connu pour deplacer un vehicule à l'aide du vent est la voile.
elle sert à transformer l'energie mecanique contenue dans le vent
Je te conseille donc de regarder du coté des chars à voile
fred

[chatelot16]

la voile marche bien pour les bateau parce que la mer n'est jamais en pente et qu'il y a de la place pour tirer des bords en zig zag quand on veut remonter au vent

pour un vehicule il faut suivre la route : la voile sera trop compliqué a maneuvrer

l'eolienne pourait marcher pour celui qui n'est pas pressé et qui ne sort que les jours de grand vent : avec une bonne boite de vitesse ca poura meme monter les fortes cote mais tres lentement

probleme avec les ponts et les fils electriques

un petit bateau a eolienne a deja été construit ( vu dans science et vie de ~ 1910 ) il etait bien capable de remonter face au vent : ca na pas eu de succes parce que c'est plus compliqué et plus cher qu'une voile mais ca poura peut etre servir un jour ...

[chatelot16]

pour revenir a la premiere question pourquoi faire de l'electricité ?

si le but est de faire avancer une voiture qui ressemble a un jouet il faut une transmission mecanique directe entre l'eolienne et les roue

avec un rapport de reduction suffisant ca marchera a coup sur

bien sur il faut des renvoi d'angle pour passer par un arbre vertical et permettre l'orientation de l'eolienne

pour ce genre de truc le mecano est mieux adapté que le lego

[aliosha2008]

Je suis désolé, en effet lors de mon inscription j'ai mis un age bidon car je ne croyais pas que cette info seait affichée. Mais j'aimerai quand meme que vous épondiez à ma question, je ne suis pas débil. Merci.

[Ouk A Passi]

Bonjour,

Mais pourquoi donc as-tu mis un âge "bidon" ?

Moi je suis comme le bon cognac: "Hors d'age",
et c'est pour cela que je n'ai pas renseigné cette rubrique

[invite03481543]

Je suis désolé, en effet lors de mon inscription j'ai mis un age bidon car je ne croyais pas que cette info seait affichée. Mais j'aimerai quand meme que vous épondiez à ma question, je ne suis pas débil. Merci.

Sans doute mais je ne réponds pas de la même manière à un enfant de 16 ans qu'à son prof...

Si tu pipes les dés d'entrée de jeu dans ce cas il faut te référer à ta signature.

[aliosha2008]

Très bien, je m'excuse encore, mais j'aimerai quand même que vous m'expliquiez les différentes énergies et leur utilisé svp... Si vous ne voulez pas me répondre je poserai ma question sur un atre forum

[verdifre]

bonjour,
il existe plusieurs grandes familles d'energie
thermique ( la chaleur)
chimique (l'essence)
mecanique ( le vent, un cailloux qui tombe)
electrique (une batterie)
nucleaire
j'ai du en oublier et j'ai beaucoup simplifié
si on prend l'exemple de l'energie nucleaire
dans le coeur du reacteur, il y a des particules qui se baladdent à toute vitesse dans tous les sens et qui cassent les atomes qu'elles rencontrent ( ca c'est l'energie nucleaire) que l'on va exploiter sous forme d'energie thermique (chaleur). Cette chaleur va servir à chauffer de l'eau. La detente de cette vapeur dans une turbine va etre transformée en energie mecanique et on finit par un alternateur qui transforme cette energie mecanique en energie electrique.

à l'inverse , avec ta prise de courant, tu peux transformer l'energie electrique en chaleur ( un four ou un radiateur), en energie mecanique (un mixeur ou une perceuse) et même en energie chimique avec un chargeur de batteries

Toutes ces transformations se font avec un certain rendement, c'est à dire que quand on tranforme l'energie mecanique en enrgie electrique il y a des pertes. Il y a toujours des pertes (le rendement est inferieur à 1) sauf peut etre pour faire de la chaleur car la chaleur est la forme la plus "degradée" de l'energie (la plupart des pertes se font sous forme de chaleur)

cordialement
fred

[aliosha2008]

merci beaucoup !!!!! Mais si quelqu'un a encore des informations, je suis preneur. De plus, je tiens à dire au modérateur que même si il croyait parler à un prof, les informations qu'il m'a donné m'ont étés utiles.

[invite03481543]

Comme je te le disais je pensais m'adresser à un jeune de 16 ans pas à un prof, c'est pour cela que j'ai pris la peine de détailler les principes de base de la thermodynamique qui sont trop souvent ignorés.

Voici un lien plus détaillé qui te donnera un complément d'info:

http://www.sciences.univ-nantes.fr/p...i/31princi.htm

Ici un complément sur le post de Verdifre:

http://www.encyclopedie-gratuite.fr/...on/energie.php

Reviens nous voir si tu as besoin d'éclaircir d'autres points et sans rancune.
@+

[aliosha2008]

quelqu'un aurait il des schéma sur le fonctionnement des barrages, des éoliennes ou des panneaux solaire?? parce que la.. je trouve riende vraiment util

[invite03481543]

Quelques liens utiles:

http://sciences-tpe.ens-cachan.fr/di...bd861158479289


http://www.windpower.org/fr/kids/index.htm

[aliosha2008]

quelqun aurait il des shémas sur des panneaux solaires? je n'en trouve aucun sur la toile. De plus, quel énergie est convertie par le panneau solaire? plus présicement, quel est l'énergie des rayons u.v (thermique). Et quel est le moyen utilisé pour convertir cette énergie en énergie electrique.

Voici un site que j'ai trouvé sinon
energiessolaires.blogspot.com

[aliosha2008]

http://www.planete-energies.com/cont...uvelables.html

[aliosha2008]

http://www.crdp.ac-caen.fr/energies/presentation.htm

http://www.fnh.org/francais/doc/en_l...ssier_art1.htm

liens tpe énergies renouvlables

[aliosha2008]

http://energies-renouvelables.thomas...et/solaire.php

http://schumi6.free.fr/TPE_Energie_renouvelables.htm

http://salegoss67.free.fr/

[aliosha2008]

http://www.ademe.fr/particuliers/Fiches/pac/index.htm

[aliosha2008]

Le meilleur site que j'ai trouvé: correspond exactement à ce qu'on cherche http://energies-renouvelables.thomas...et/solaire.php il y a des schémas, des explications très précises...

[aliosha2008]

!!!!!!!!!!!!!!!!!!! OK TOUT EST LA : www.snipersam.com
J'actualiserai le site de temps en temps

[aliosha2008]

bon voila j'ai terminé le site et ma partie allez regarder

[aliosha2008]

Selon Enerplan, Association professionnelle de l’énergie solaire, le marché du solaire thermique est en croissance de +15% et le marché du solaire photovoltaïque de + 200% en 2007 par rapport à 2006

Le photovoltaïque français atteindrait 45 MW dont 40% dans les Dom et 60% en métropole pour 2007.

De son côté, le solaire thermique a totalisé 323.000 m2 de capteurs installés soit une puissance de 226 MW.

Au total, en métropole en 2007, on compte :
- Moins de 37.000 chauffe-eau solaires individuels installés, équivalent à 165.000 m2, contre plus de 150.000 m2 en 2006.
- Environ 4.600 systèmes solaires combinés vendus, équivalent à 48.000 m2, contre 51.000 m2 en 2006.
- Environ 40.000 m2 en eau chaude solaire collective contre 22.000 m2 en 2006

Ces chiffres démontrent que l’énergie solaire prend progressivement une place importante en France, et l’évolution de ce marché nous laisse penser que nous allons rapidement rattraper le retard que nous avons dans le domaine.

Durée de vie d'un panneau solaire = 25 ans


10 m² génère en moyenne une énergie = 1000 kWh/an


10 m² génère en moyenne une puissance = 1 kWc


1 m² coûte à l'installation = 1000 euro TTC

Une famille consomme ( hors chauffage) = 2500 kWh/an


Prix du kWh vendu par EDF = 0,10 euro/kWh


EDF rachéte le kWh si l'équipe est intégré au batiment = 0.57 euro


EDF rachéte le kWh si l'équipe n'est pas intégré au batiment = 0.31 euro


Evidement tous ces chiffres ne sont que des moyennes et sont à réajuster en fonction de chaque cas. Nous pouvons espèrer avoir un meilleur rendement grâce à :


- Des panneaux solaires photovoltaïques qui produisent plus d'énergie grâce à un meilleur rendement.


- Des coûts d'installation et d'achat diminués grâce aux panneaux solaires souples, moins chers à produire et simple à installer.

[aliosha2008]

rendement d'un panneau solaire photovoltaique
Un panneau solaire photovoltaique permet de capter la lumière du soleil à n'importe quel endroit que vous soyez sur notre planète. Ce type d'énergie solaire possède alors un potentiel énorme pour l'avenir puisque celle-ci est inépuisable, silencieuse et renouvelable.
Bien sur, l'énergie captée par votre panneau solaire photovoltaique dépend principalement de votre exposition au soleil ainsi que de votre emplacement géographique.
En moyenne, chaque mètre carré d'un panneau solaire photovoltaique peut recevoir 1 kwh.
Le chauffage par panneau solaire photovoltaique est aujourd'hui parfaitement maitrisé par les professionnels du secteur, les couts de production de ce type d'énergie solaire sont alors en baisse constante.
L'énergie solaire photovoltaique possède de fortes marges de progression en terme d'innovation et de nombreuses recherches sont encore en cours actuellement sur ce type d'énergie solaire.

http://generationsfutures.chez-alice...ie/solaire.htm